CN104717052A - 一种基于afdx网络交换机芯片的虚拟验证系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于AFDX网络交换机芯片的虚拟验证系统及方法，顶层和测试项库，顶层包括虚激励序列、验证环境以及接口，验证环境包括至少三个以太网端口模型、主机模型以及记分板。本发明解决了现有的定向测试的虚拟验证系统及方法无法完成对AFDX网站交换机芯片的验证工作消除了设计和模型之间在仿真过程中的竞争问题。本发明隔离了外部功能模型的读写操作和端口信号线上的读写操作、易于开发和维护、降低了开发的复杂度。

Description

一种基于AFDX网络交换机芯片的虚拟验证系统及方法

技术领域

本发明属于集成电路验证领域，涉及一种基于随机控制的AFDX网络交换机芯片虚拟验证系统及方法。

背景技术

航空子系统之间信息的传递是机载系统最重要的部分，用电子系统传递数据是目前最好的方法。航空电子全双工交换以太网(AFDX)是为航电子系统之间进行数据交换而制定的电气和协议标准。它建立在由空客公司引进的AFDX概念的基础之上，速度比它的前身——ARINC 429快1000倍。AFDX网络由航电子系统、AFDX终端系统和AFDX交换机组成。

由于AFDX网络是在标准以太网传输协议的基础上，重新定义了一套通信协议标准，所以AFDX交换机芯片就需具有AFDX流量警管和过滤等特性。但是，采用以往定向测试的虚拟验证系统及方法，是无法完成对AFDX网络交换机芯片的验证工作。

发明内容

为了解决现有的定向测试的虚拟验证系统及方法无法完成对AFDX网站交换机芯片的验证工作，本发明提供一种基于随机控制的AFDX网络交换机芯片虚拟验证系统及方法。

本发明的技术解决方案：

一种基于AFDX网络交换机芯片的虚拟验证系统，其特殊之处在于：顶层30和测试项库29，所述顶层30包括虚激励序列28、验证环境27以及接口31，

所述验证环境27包括至少三个以太网端口模型1、主机模型25以及记分板26，

接口31：用于提供验证环境27与AFDX网络交换机芯片的交互连接端口；

以太网端口模型1：用于通过接口31分别向AFDX网络交换机芯片的多个交换端口提供实际交换数据驱动和实际交换数据监控；

主机模型25：用于通过接口31向AFDX网络交换机芯片的各种寄存器提供 配置驱动；

记分板26：用于预测AFDX网络交换机芯片的状态信息和各种交换数据；接收以太网端口模型监控到的AFDX网络交换机芯片的实际交换数据和主机模型监控到的实际状态信息；将将预测状态信息和实际状态信息进行比较，同时将预测AFDX网络交换机芯片的各种交换数据与监控到的AFDX网络交换机芯片的实际交换数据进行比较；将比较结果进行保存待用

测试项库29：用于定义测试序列描述，并提供给虚激励序列；

虚激励序列28：用于将测试项库29定义的测试序列描述转化成测试序列并分发给以太网端口模型和主机模型25。

上述虚激励序列28包括主机序列生成器2801，主机序列器2802和以太网端口序列生成器2803以及以太网序列器2804；

所述主机序列生成器2801：用于根据测试项库29定义的测试序列描述生成主机测试序列；

所述主机序列器2802：用于将主机测试序列分发给主机模型25；

所述以太网端口序列生成器2803：用于根据测试项库29定义的测试序列描述生成以太网端口测试序列；

所述以太网序列器2804：用于将以太网端口测试序列分发给以太网端口模型；

所述主机模型25包括主机模型驱动器2501，主机模型监控器2502和主机模型序列器2503；

所述主机模型序列器2503用于接收主机序列器2802分发的主机测试序列并发送给主机模型驱动器2501；

所述主机模型驱动器2501用于接收主机模型序列器2503发送的主机测试序列，转化成主机配置驱动信号，并发送给接口31；

主机模型监控器2502用于通过接口31监控AFDX网络交换机芯片的状态信息，并将监控到的实际状态信息发送给记分板26；

每个以太网端口模型1均包括以太网驱动器101、以太网监控器102以及以太网序列器103：

所述以太网序列器103用于接收以太网序列器2804分发的以太网端口测试 序列并发送给以太网驱动器101；

所述以太网驱动器101用于接收以太网序列器103发送的以太网端口测试序列，转化成交换数据驱动信号，并发送给接口31；

所述以太网监控器102用于通过接口31监控AFDX网络交换机芯片的实际交换数据，并将监控到的实际交换数据发送给记分板26。

上述以太网端口模型1的数量与AFDX网络交换机芯片端口的数量相匹配。

一种基于AFDX网络交换机芯片的虚拟验证方法，包括以下步骤：

1】根据用户测试需求定义多个测试项，每个测试项中含有多个测试序列描述；

2】主机配置： 

2.1】根据测试序列描述，主机序列生成器2801生成主机测试序列；

2.2】主机序列器将主机测试序列分发给主机模型序列器；

2.3】主机模型序列器将主机测试序列发送主机模型驱动器，转化成主机配置驱动信号，并发送给接口31；

2.4】接口31将配置驱动信号发送给AFDX网络交换机芯片进行配置；

3】以太网端口数据交互：

3.1】根据测试序列描述，以太网序列生成器2803生成以太网端口测试序列；

3.2】以太网序列器2804将以太网端口测试序列根据以太网端口测试序列定义的端口信息分发给不同的以太网端口模型的以太网序列器；

3.3】以太网序列器将以太网测试序列发送以太网驱动器，转化成交换数据驱动信号，并发送给接口31；

2.4】接口31将交换数据驱动信号发送给AFDX网络交换机芯片进行数据交互；

4】监控：

4.1】记分板根据AFDX网络交换机芯片的属性预测AFDX网络交换机芯片的状态信息和交换数据；

4.2】主机模型监控器2502通过接口31监控AFDX网络交换机芯片的状态信息，并将监控到的实际状态信息发送给记分板26；同时，以太网监控器102 通过接口31监控AFDX网络交换机芯片的实际交换数据，并将监控到的实际交换数据发送给记分板26；

4.3】记分板26将收到的实际状态信息与预测的状态信息进行比较，同时将收到的实际交换数据与预测的交换数据进行比较：

当实际状态信息与预测的状态信息一致，并实际交换数据与预测的交换数据一致时，则AFDX网络交换机芯片功能正确；

若实际状态信息与预测的状态信息不一致，或实际交换数据与预测的交换数据不一致时，则AFDX网络交换机芯片功能不正确。

本发明的优点是：

1、本发明使用接口将AFDX网络交换机芯片的端口信号封装在一起。这样做的好处是：

1)消除了设计和模型之间在仿真过程中的竞争问题；

2)隔离了外部功能模型的读写操作和端口信号线上的读写操作；

3)易于开发和维护，降低了开发的复杂度；

2、本发明的记分板可以自动地完成数据的比较，减轻了验证人员开发各种测试激励的工作量。

3、本发明使用System Verilog语言，借助面向对象的概念，通过类的继承，降低了不同验证测试场景的开发复杂度，缩短了模型开发周期，加快了验证速度，节省了验证的人力资源。

附图说明

图1为一种基于交换通道的交换电路功能框图；

图2为本发明基于AFDX网络交换机芯片的虚拟验证系统原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地表述。显然，所表述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，一种基于AFDX网络交换机芯片的虚拟验证系统，包括虚激励序列28、验证环境27、接口31以及测试项库29，

验证环境27包括至少三个以太网端口模型、主机模型25以及记分板26，

接口31：用于提供验证环境27与AFDX网络交换机芯片的交互连接端口；

以太网端口模型：用于通过接口31分别向AFDX网络交换机芯片的多个交换端口提供实际交换数据驱动和实际交换数据监控；

主机模型25：用于通过接口31向AFDX网络交换机芯片的各种寄存器提供配置驱动；

记分板26：用于预测AFDX网络交换机芯片的状态信息和各种交换数据；接收以太网端口模型监控到的AFDX网络交换机芯片的实际交换数据和主机模型监控到的实际状态信息；将将预测状态信息和实际状态信息进行比较，同时将预测AFDX网络交换机芯片的各种交换数据与监控到的AFDX网络交换机芯片的实际交换数据进行比较；将比较结果进行保存待用

测试项库29：用于定义测试序列描述，并提供给虚激励序列；

虚激励序列28：用于将测试项库29定义的测试序列描述转化成测试序列并分发给以太网端口模型和主机模型25。

虚激励序列28包括主机序列生成器2801，主机序列器2802和以太网端口序列生成器2803以及以太网序列器2804；

主机序列生成器2801：用于根据测试项库29定义的测试序列描述生成主机测试序列；

主机序列器2802：用于将主机测试序列分发给主机模型25；

以太网端口序列生成器2803：用于根据测试项库29定义的测试序列描述生成以太网端口测试序列；

以太网序列器2804：用于将以太网端口测试序列分发给以太网端口模型；

主机模型25包括主机模型驱动器2501，主机模型监控器2502和主机模型序列器2503；

主机模型序列器2503用于接收主机序列器2802分发的主机测试序列并发送给主机模型驱动器2501；

主机模型驱动器2501用于接收主机模型序列器2503发送的主机测试序列，转化成主机配置驱动信号，并发送给接口31；

主机模型监控器2502用于通过接口31监控AFDX网络交换机芯片的状态信息，并将监控到的实际状态信息发送给记分板26；

每个以太网端口模型均包括以太网驱动器101、以太网监控器102以及以太网序列器103：

所述以太网序列器103用于接收以太网序列器2804分发的以太网端口测试序列并发送给以太网驱动器101；

所述以太网驱动器101用于接收以太网序列器103发送的以太网端口测试序列，转化成交换数据驱动信号，并发送给接口31；

所述以太网监控器102用于通过接口31监控AFDX网络交换机芯片的实际交换数据，并将监控到的实际交换数据发送给记分板26。

基于AFDX网络交换机芯片的虚拟验证系统统，以太网端口模型的数量与AFDX网络交换机芯片端口的数量相匹配。

一种基于AFDX网络交换机芯片的虚拟验证方法，包括以下步骤：

1】根据用户测试需求定义多个测试项，每个测试项中含有多个测试序列描述；

2】主机配置： 

2.1】根据测试序列描述，主机序列生成器2801生成主机测试序列；

2.2】主机序列器将主机测试序列分发给主机模型序列器；

2.3】主机模型序列器将主机测试序列发送主机模型驱动器，转化成主机配置驱动信号，并发送给接口31；

2.4】接口31将配置驱动信号发送给AFDX网络交换机芯片进行配置；

3】以太网端口数据交互：

3.1】根据测试序列描述，以太网序列生成器2803生成以太网端口测试序列；

3.2】以太网序列器2804将以太网端口测试序列根据以太网端口测试序列定义的端口信息分发给不同的以太网端口模型的以太网序列器；

3.3】以太网序列器将以太网测试序列发送以太网驱动器，转化成交换数据驱动信号，并发送给接口31；

2.4】接口31将交换数据驱动信号发送给AFDX网络交换机芯片进行数据交互；

4】监控：

4.1】记分板根据AFDX网络交换机芯片的属性预测AFDX网络交换机芯片的状态信息和交换数据；

4.2】主机模型监控器2502通过接口31监控AFDX网络交换机芯片的状态信息，并将监控到的实际状态信息发送给记分板26；同时，以太网监控器102通过接口31监控AFDX网络交换机芯片的实际交换数据，并将监控到的实际交换数据发送给记分板26；

4.3】记分板26将收到的实际状态信息与预测的状态信息进行比较，同时将收到的实际交换数据与预测的交换数据进行比较：

当实际状态信息与预测的状态信息一致，并实际交换数据与预测的交换数据一致时，则AFDX网络交换机芯片功能正确；

若实际状态信息与预测的状态信息不一致，或实际交换数据与预测的交换数据不一致时，则AFDX网络交换机芯片功能不正确。

太网端口模型一般为24个。

太网端口模型用于向AFDX网络交换机芯片的24个交换端口提供驱动和监控；

主机模型25：用于向AFDX网络交换机芯片的各种寄存器提供配置驱动；

记分板26：用于预测AFDX网络交换机芯片的各种交换数据，同时与AFDX网络交换机芯片的实际交换数据进行比较；

验证环境27：根据不同的验证测试项，提供不同的验证环境；

虚激励序列28：根据不同的验证测试项，自动产生不同的测试激励序列；

测试项库29：用于向AFDX网络交换机芯片提供所有的测试程序；

一种基于随机控制的AFDX网络交换机芯片虚拟验证方法的验证通过以下几个具体步骤来实施：

1)证测试项被执行时，测试程序实例化一个主机模型25，主机模型再实例化自己的驱动器，监控器和序列器，测试程序实例化24个以太网端口模型，每个以太网端口模型再实例化自己的驱动器，监控器和序列器，测试程序实例化一个记分板26，测试程序实例化一个接口31。

2)测试程序实例化1个虚激励序列28。在虚激励序列28中实例化一个主机序列2801，一个序列器2802，一个以太网端口序列2803，一个序列器2804。

3)测试程序将所有的驱动器和监控器与接口31相连，将所有的驱动器与序列器相连，将所有的监控器与记分板26相连。

4)测试程序将序列器2802与序列器2503相连，将序列器2804与序列器相连。当验证程序开始执行时，主机序列2801通过序列器2802、序列器2503、驱动器2501和接口31，将控制信息施加在AFDX网络交换机芯片0上，以太网端口序列2803通过序列器2804、序列器、驱动器和接口31，将交换数据信息施加在AFDX网络交换机芯片0上。

5)当验证程序结束时，记分板26根据监控器检测到的数据，判断AFDX网络交换机芯片0的行为是否正确。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种基于AFDX网络交换机芯片的虚拟验证系统，其特征在于：顶层(30)和测试项库(29)，所述顶层(30)包括虚激励序列(28)、验证环境(27)以及接口(31)，

所述验证环境(27)包括至少三个以太网端口模型(1)、主机模型(25)以及记分板(26)，

接口(31)：用于提供验证环境(27)与AFDX网络交换机芯片的交互连接端口；

以太网端口模型(1)：用于通过接口(31)分别向AFDX网络交换机芯片的多个交换端口提供实际交换数据驱动和实际交换数据监控；

主机模型(25)：用于通过接口(31)向AFDX网络交换机芯片的各种寄存器提供配置驱动；

记分板(26)：用于预测AFDX网络交换机芯片的状态信息和各种交换数据；接收以太网端口模型监控到的AFDX网络交换机芯片的实际交换数据和主机模型监控到的实际状态信息；将将预测状态信息和实际状态信息进行比较，同时将预测AFDX网络交换机芯片的各种交换数据与监控到的AFDX网络交换机芯片的实际交换数据进行比较；将比较结果进行保存待用

测试项库(29)：用于定义测试序列描述，并提供给虚激励序列；

虚激励序列(28)：用于将测试项库(29)定义的测试序列描述转化成测试序列并分发给以太网端口模型和主机模型(25)。

2.根据权利要求1所述的基于AFDX网络交换机芯片的虚拟验证系统，其特征在于：

所述虚激励序列(28)包括主机序列生成器(2801)，主机序列器(2802)和以太网端口序列生成器(2803)以及以太网序列器(2804)；

所述主机序列生成器(2801)：用于根据测试项库(29)定义的测试序列描述生成主机测试序列；

所述主机序列器(2802)：用于将主机测试序列分发给主机模型(25)；

所述以太网端口序列生成器(2803)：用于根据测试项库(29)定义的测试序列描述生成以太网端口测试序列；

所述以太网序列器(2804)：用于将以太网端口测试序列分发给以太网端口模型；

所述主机模型(25)包括主机模型驱动器(2501)，主机模型监控器(2502)和主机模型序列器(2503)；

所述主机模型序列器(2503)用于接收主机序列器(2802)分发的主机测试序列并发送给主机模型驱动器(2501)；

所述主机模型驱动器(2501)用于接收主机模型序列器(2503)发送的主机测试序列，转化成主机配置驱动信号，并发送给接口(31)；

主机模型监控器(2502)用于通过接口(31)监控AFDX网络交换机芯片的状态信息，并将监控到的实际状态信息发送给记分板(26)；

每个以太网端口模型(1)均包括以太网驱动器(101)、以太网监控器(102)以及以太网序列器(103)：

所述以太网序列器(103)用于接收以太网序列器(2804)分发的以太网端口测试序列并发送给以太网驱动器(101)；

所述以太网驱动器(101)用于接收以太网序列器(103)发送的以太网端口测试序列，转化成交换数据驱动信号，并发送给接口(31)；

所述以太网监控器(102)用于通过接口(31)监控AFDX网络交换机芯片的实际交换数据，并将监控到的实际交换数据发送给记分板(26)。

3.根据权利要求1或2所述的基于AFDX网络交换机芯片的虚拟验证系统统，其特征在于：以太网端口模型(1)的数量与AFDX网络交换机芯片端口的数量相匹配。

4.一种基于AFDX网络交换机芯片的虚拟验证方法，其特征在于，包括以下步骤：

1】根据用户测试需求定义多个测试项，每个测试项中含有多个测试序列描述；

2】主机配置：

2.1】根据测试序列描述，主机序列生成器(2801)生成主机测试序列；

2.2】主机序列器将主机测试序列分发给主机模型序列器；

2.3】主机模型序列器将主机测试序列发送主机模型驱动器，转化成主机配置驱动信号，并发送给接口(31)；

2.4】接口(31)将配置驱动信号发送给AFDX网络交换机芯片进行配置；

3】以太网端口数据交互：

3.1】根据测试序列描述，以太网序列生成器(2803)生成以太网端口测试序列；

3.2】以太网序列器(2804)将以太网端口测试序列根据以太网端口测试序列定义的端口信息分发给不同的以太网端口模型的以太网序列器；

3.3】以太网序列器将以太网测试序列发送以太网驱动器，转化成交换数据驱动信号，并发送给接口(31)；

2.4】接口(31)将交换数据驱动信号发送给AFDX网络交换机芯片进行数据交互；

4】监控：

4.1】记分板根据AFDX网络交换机芯片的属性预测AFDX网络交换机芯片的状态信息和交换数据；

4.2】主机模型监控器(2502)通过接口(31)监控AFDX网络交换机芯片的状态信息，并将监控到的实际状态信息发送给记分板(26)；同时，以太网监控器(102)通过接口(31)监控AFDX网络交换机芯片的实际交换数据，并将监控到的实际交换数据发送给记分板(26)；

4.3】记分板(26)将收到的实际状态信息与预测的状态信息进行比较，同时将收到的实际交换数据与预测的交换数据进行比较：

当实际状态信息与预测的状态信息一致，并实际交换数据与预测的交换数据一致时，则AFDX网络交换机芯片功能正确；

若实际状态信息与预测的状态信息不一致，或实际交换数据与预测的交换数据不一致时，则AFDX网络交换机芯片功能不正确。